JPH0526919A - Spectrum analyzer - Google Patents

Spectrum analyzer

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JPH0526919A
JPH0526919A JP17676591A JP17676591A JPH0526919A JP H0526919 A JPH0526919 A JP H0526919A JP 17676591 A JP17676591 A JP 17676591A JP 17676591 A JP17676591 A JP 17676591A JP H0526919 A JPH0526919 A JP H0526919A
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Masao Nagano
昌生 長野
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Advantest Corp
株式会社アドバンテスト
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Abstract

PURPOSE:To obtain a spectrum analyzer of which the measuring level accuracy is improved by correcting a scallop loss being inherent in fast Fourier transform. CONSTITUTION:A spectrum analyzer is equipped with an analog-digital converter 9 subjecting an input signal to analog-digital conversion and a memory 11 storing temporarily digital data obtained from the analog-digital conversion. Moreover, it is equipped with a multiplier which multiplies the digital data stored in the aforesaid memory 11 by a Gaussian function as a windowfunction, a fast Fourier transform unit which applies a fast Fourier transform processing to the result of multiplication of the digital data by the window function, an interpolating processor which applies an interpolation processing by tertiary function approximation to the result of the fast Fourier transform processing and a display unit 13 displaying the result of the interpolation processing.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】この発明は、スペクトラム・アナライザに関し、特に高速フーリエ変換(FFT)に固有のスカロップ・ロス(Scallop Loss)を補正して測定レベル確度を向上したスペクトラム・アナライザに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to spectrum analyzers, and more particularly to a fast Fourier transform (FFT) to a spectrum analyzer with improved measurement level accuracy by correcting the inherent scallops Ross (Scallop Loss).

【0002】 [0002]

【従来の技術】この発明の従来例を図1を参照して説明する。 BACKGROUND ART will be described with reference to FIG. 1 a conventional example of the present invention. 図1において、分析されるべき信号f S1は入力端子1に入力され、第1の低域フィルタ2を介して第1のミキサ3の一方の入力に供給される。 In Figure 1, the signal f S1 to be analyzed is input to the input terminal 1 is supplied to one input of a first mixer 3 via a first low-pass filter 2. 4は第1のミキサ3の他方の入力に接続された第1の局部発振器であり、 4 is a first local oscillator connected to the other input of the first mixer 3,
周波数f L01の信号を出力するものである。 And outputs a signal of frequency f L01. ミキサ3の周波数f S2 (=f L02 ±f S1 )の出力信号は中心周波数f IF1の帯域フィルタタ5を介して第2のミキサ6の一方の入力端子に印加されている。 The output signal of the frequency f S2 of the mixer 3 (= f L02 ± f S1 ) is applied to one input terminal of the second mixer 6 via the band Firutata 5 of the center frequency f IF1. 7は第2のミサ6の他方の入力に接続された第2の局部発振器であり、周波数f LO2の信号を出力するものである。 7 is a second local oscillator connected to the other input of the second Mass 6, and outputs a signal of a frequency f LO2. ミキサ6の周波数f S3 (=f LO2 ±f S2 )の出力信号は第2の低域フィルタ8を介してA/D変換器9に印加されている。 The output signal of the frequency f S3 mixer 6 (= f LO2 ± f S2 ) is applied to the A / D converter 9 via the second low-pass filter 8. 10はサンプリング周波数(f SmP )発振器である。 10 is the sampling frequency (f SMP) oscillator. A/D変換器9においてサンプリング周波数(f SmP )でA/D In A / D converter 9 at a sampling frequency (f SMP) A / D
変換されたディジタルIF信号f IFdは、メモリ11に一時的に記憶され、次いで内臓コンピュータ処理部12 The converted digital IF signal f IFd was is temporarily stored in the memory 11, then the visceral computer processing unit 12
においてFFT処理されて周波数領域データに変換後、 Converted into frequency domain data is FFT processed in,
表示器13に表示される。 It is displayed on the display device 13. なお、FFTにおいては、一般に、信号にFFT処理を施すに先だってこれに対して窓関数が掛けられる。 In the FFT, generally, a window function for this prior to performing the FFT process on the signal multiplied.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】上述の如くに高速フーリエ変換された周波数領域データには、スカロップ・ロスと称するレベル変動(低下)が必然的に付随する。 [0007] The fast Fourier transformed frequency domain data into as described above, scallops loss referred to as level change (decrease) inevitably accompanied. ここで、スカロップ・ロスについて図2を参照して簡単に説明する。 Here, briefly explained with reference to FIG scallops loss. 高速フーリエ変換においては、信号に窓関数を掛けることにより周波数スペクトルの漏れが少なくなるようにしている。 In fast Fourier transform, so that leakage of the frequency spectrum is reduced by applying a window function to the signal. ところが、この場合、周波数は量子化されているので、観測される信号の周波数f oが量子化された周波数とたまたま共通している場合に限って正しいレベルが観測されるに過ぎず、量子化された周波数の間の周波数における信号は如何に補間しようとも必ず真のレベルより低いレベルとして観測されることとなる。 However, in this case, since the frequency is quantized, the frequency f o of the observed signal is only correct level is observed only if the common happens frequency quantized, quantization signal always becomes to be observed as a lower level than the true level tries how interpolation in frequency between the frequency. 周波数f oのところのレベルと量子化された周波数1単位の1/2だけずれたところのレベルとの間の差をスカロープ・ロスと称している。 The difference between the level and the quantized frequency 1 unit of 1/2 shifted by at the level where the frequency f o is called a Sukaropu loss. このロスは概ね1dB This loss is approximately 1dB
程度である。 It is the degree. レベル確度の向上のみに着目してその他の特性の劣化は度外視した特殊な窓関数でも採用しない限り、FFTポイント数を如何に増大しても、このスカロップ・ロスは小さくはならない性質のものである。 Unless adopted a special window function degradation was ruled out other characteristics by paying attention only to the improvement of the level of accuracy, even when increasing the number of FFT points how, this scallop loss is of no smaller properties .

【0004】この発明は、上述の通りの欠点、問題を解消、除去したスペクトラム・アナライザを提供しようとするものである。 [0004] The present invention seeks to provide a spectrum analyzer eliminated, removing shortcomings of as described above, the problem.

【0005】 [0005]

【課題を解決するための手段】スペクトラム・アナライザにおいて、先ず分析されるべき時間領域データを入力し、次いで時間領域データ入力に窓関数を掛け、その結果のものにFFT演算処理を施して時間領域データを周波数領域データに変換し、この周波数領域データに補間処理或いはピーク値補正処理を施し、補正処理を施されたデータを表示用メモリに転送し、表示する。 In a spectrum analyzer SUMMARY OF THE INVENTION, enter the time domain data to first be analyzed, and then multiplied by a window function in the time domain data input, the time domain by performing FFT operation processing to that of the results converts the data into frequency domain data, the frequency domain data subjected to interpolation processing or the peak value correction processing, transfers have been subjected to correction processing data in the display memory, and displays.

【0006】 [0006]

【実施例】この発明の実施例を図1を用いて説明をする。 EXAMPLES be described with reference to FIG 1 an embodiment of the present invention. 図自体はこの発明と従来例との間に相違するところはない。 Figure itself is not the place of difference between this invention and the conventional example. メモリ部11に記憶された内容についての内臓コンピュータ12による処理の流れの概要は以下の通りである。 Overview of the processing flow according to built computer 12 of the contents stored in the memory unit 11 is as follows. 第1 時間領域データの入力 第2 時間領域データ入力に窓関数を掛ける 第3 FFT演算処理を施し、時間領域データを周波数領域データに変換する 第4 補間処理或いはピーク値補正処理を施す 第5 補正処理を施されたデータを表示用メモリに転送し、表示する 高速フーリエ変換においては、信号に窓関数を掛けることにより周波数スペクトルの漏れを少なくなるようにしているが、この場合、周波数が量子化されているので、 Subjecting the first 3 FFT calculation process of applying a window function to the input second time domain data input of the first time domain data, the fifth correction performing a fourth interpolation or peak value correction processing to convert the time-domain data into frequency domain data transfer was subjected to processing data in the display memory, in the fast Fourier transform to be displayed, but is set to be less leakage of the frequency spectrum by applying a window function to the signal, in this case, quantization frequency because it is,
観測される信号の周波数f oが量子化された周波数とたまたま共通している場合に限って正しいレベルが観測されるに過ぎず、量子化された周波数の間の周波数における信号は如何に補間しようとも必ず真のレベルより低いレベルとして観測されるに到る、ということについては上述した。 Frequency f o of the observed signal is only correct level is observed only if the common happens frequency quantized signal at a frequency between frequencies that are quantized trying how interpolation reaches always observed as lower levels than the true level and, it has been described above that. 図2には、FFT処理された周波数領域データのピークの近傍が示されている。 In FIG. 2, near the peak of the FFT processed frequency domain data are shown. 周波数f oのところのレベルと量子化された周波数1単位の1/2だけずれたところ即ち周波数f -0.5およびf 0.5のところのレベルとの間の差をスカロープ・ロスと言うのであるが、この発明はこの周波数領域データのピークの近傍を関数近似により補間することにより真のピーク値を近似しようとするものである。 Although say Sukaropu loss the difference between the frequency f o where the level and the quantized frequency 1 unit of 1/2 shifted by at That level at the frequency f -0.5 and f 0.5, this invention is intended to approximate the true peak value by interpolating the vicinity of the peak of the frequency domain data by the function approximation.

【0007】この発明を更に詳しく説明する。 [0007] The present invention will be described in more detail. 入力信号f S1は、上述の通り、入力端子1に入力され、第1の低域フィルタ2から第2の低域フィルタ8に到る周波数変換処理を施されて信号f S3とされる。 Input signal f S1, as described above, is input to the input terminal 1, is the first frequency conversion processing decorated with the signal f S3 leading to the low-pass filter 2 second low-pass filter 8. この信号f S3はアナログ−ディジタル変換器9に印加されてディジタルI The signal f S3 analog - is applied to digital converter 9 digital I
F信号f IFDに変換される。 It is converted to the F signal f IFD. このアナログ−ディジタル変換された時間領域データであるディジタル・データI The analog - digital data I is a digital converted time domain data
F信号f IFDは一時的にメモリ11に記憶される。 F signal f IFD is temporarily stored in the memory 11. 上記メモリ11に記憶されたディジタル・データは、先ず、 Digital data stored in the memory 11, first,
窓関数としてガウス関数を掛ける掛算器に印加される。 It applied to the multiplier multiplying the Gaussian function as a window function.
ところで、ガウス関数は下記のとおりのものであり、そして時間領域データが1周期の正数倍の場合、正数倍ではない場合の周波数領域データは図3に示される通りである。 However, a Gaussian function is of as follows, and in the case of an integer multiple of one cycle time domain data, frequency domain data if not positive number times is as shown in FIG.

【0008】 [0008]

【数1】 [Number 1] ただし、N=FFTポイント数、α=3.5、θ=ラジアン、*=畳み込み、−N/2≦n≦N/2である。 However, N = FFT points, alpha = 3.5, theta = radians * = convolution is -N / 2 ≦ n ≦ N / 2. 次いで、高速フーリエ変換処理器において、掛算器においてディジタル・データに対して窓関数を掛けた結果に対して高速フーリエ変換を施す。 Then, in the fast Fourier transform processor, performing fast Fourier transform on the result obtained by multiplying a window function to the digital data in the multiplier. 最後に、補間処理器において、高速フーリエ変換処理結果に対して3次関数近似による補間処理を施し、この補間処理結果を表示部1 Finally, in the interpolation processor performs an interpolation process by the cubic function approximation to fast Fourier transform processing result, the display unit 1 of this interpolation result
3に表示する。 3 To display.

【0009】ここで、近似関数の次数についてであるが、 [0009] In this case, it is for the next number of the approximate function,

【0010】 [0010]

【数2】 [Number 2] となり、結局2次関数となる。 Next, eventually it becomes a quadratic function. 以上の結果から、dB単位に変換されたデータにより近似する場合は、関数の次数は2次以上であればよいことがわかる。 From the above results, when approximated by the converted data in dB units, the order of the function it is found that may be two or higher order.

【0011】 [0011]

【発明の効果】従来、スカロップ・ロスは概ね1dB程度であったところ、この発明によれば、図4に示される程度のロスとすることができた。 Effect of the Invention Conventionally, when scallops loss was generally about 1 dB, according to the present invention, it was possible to loss of degree shown in FIG.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】スペクトラム・アナライザのブロック図。 FIG. 1 is a block diagram of a spectrum analyzer.

【図2】FFT処理された周波数領域データのピークの近傍を示す図。 FIG. 2 is a diagram showing the vicinity of a peak of the FFT processed frequency domain data.

【図3】時間領域データが1周期の正数倍の場合、正数倍ではない場合の周波数領域データを示す図。 [3] If the time domain data of the integer multiple of one period, shows the frequency domain data when not integer multiple.

【図4】スカロップ・ロスを示す図。 FIG. 4 is a diagram showing the scallop loss.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

9 アナログ−ディジタル変換器 11 メモリ 12 内臓コンピュータ処理部 13 表示器 9 analog - digital converter 11 memory 12 built computer processing unit 13 display

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 入力信号をアナログ−ディジタル変換するアナログ−ディジタル変換器を具備し、アナログ−ディジタル変換されたディジタル・データを一時的に記憶するメモリを具備し、上記メモリに記憶されたディジタル・データに対し窓関数としてガウス関数を掛ける掛算器を具備し、ディジタル・データに対して窓関数を掛けた結果のものに対して高速フーリエ変換処理を施す高速フーリエ変換器を具備し、高速フーリエ変換処理結果に対して3次関数近似による補間処理を施す補間処理器を具備し、補間処理結果を表示する表示器を具備することを特徴とするスペクトラム・アナライザ。 Claims 1. A analog input signal - to-digital conversion analog - comprises a digital converter, an analog - comprises a memory for temporarily storing digital converted digital data, the memory comprises a multiplier multiplying the Gaussian function as a window function to the stored digital data to the fast Fourier transformer for performing fast Fourier transform processes on those results obtained by multiplying a window function to the digital data spectrum analyzer equipped, it includes an interpolation processor performing interpolation processing by the cubic function approximation to fast Fourier transform processing result, characterized by comprising a display for displaying the interpolation results.
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